Guia prático para escolher brocas de perfuração DTH com base na estabilidade da formação — uma estratégia prática que ajuda os iniciantes a evitar armadilhas.
O princípio fundamental na seleção de brocas de perfuração DTH com base na estabilidade da formação é considerar se a formação é propensa a colapsos e se sua estrutura está intacta, escolher uma broca cujo mecanismo de quebra seja adequado ao terreno e combinar a escolha da broca com medidas apropriadas de proteção do poço. Isso equilibra a qualidade do furo e a eficiência operacional. De forma geral, as formações se dividem em dois cenários — formações estáveis e formações propensas a colapsos — com orientações detalhadas para seleção a seguir.
Formações estáveis (ex.: calcário intacto, mármore denso, arenito fortemente coeso): Essas formações possuem estrutura intacta e paredes do furo firmes, com risco quase nulo de colapso. A seleção pode se concentrar em maximizar a eficiência da perfuração sem ser limitada pelas necessidades de proteção das paredes; a maioria dos tipos de brocas DTH são aplicáveis. Considere as seguintes opções:
Priorize perfurações de alta eficiência: escolha brocas DTH rotativas. Ao cortar a rocha em altas velocidades de rotação com ação de corte contínua, elas podem aumentar significativamente o progresso. Por exemplo, em calcário intacto, uma broca rotativa usada com água limpa como fluido de lavagem simplifica as operações; velocidades de rotação de 100 a 150 rpm podem atingir taxas de penetração de cerca de 1 a 1,5 m/min, adequadas para furos de exploração rasos e perfuração de fundações estruturais de pequeno porte.
Para furos de diâmetro médio a grande: selecione brocas DTH de rolos cônicos (rolos dentados). Sua ação de corte por rolamento é adequada para rochas estáveis e de dureza média, proporcionando uma remoção suave dos detritos, o que as torna apropriadas para situações que exigem furos de maior diâmetro (por exemplo, furos auxiliares no desenvolvimento de galerias de minas). Elas mantêm a eficiência e reduzem o desgaste da broca.
Para lidar com intercalações duras localizadas em formações estáveis, utilize brocas mistas de percussão e rotação. Estas combinam a alta eficiência de corte das brocas rotativas em rochas estáveis e mais macias com a ação de percussão para romper intercalações mais duras, evitando trocas frequentes de broca.
Formações propensas a colapso (ex.: camadas de areia solta, rochas intemperizadas/fraturadas, estratos com muitas juntas): Essas formações são soltas ou altamente fraturadas e tendem a sofrer colapso e lascamento do furo durante a perfuração. A seleção deve priorizar a “minimização da perturbação da parede do furo + compatibilidade com as medidas de suporte da parede”. Escolha brocas que tenham o mínimo impacto possível no furo e que funcionem bem com as técnicas de estabilização.
Primeira opção: brocas DTH rotativas. O corte rotativo é mais suave e causa muito menos impacto ou perturbação na parede do furo do que as brocas de impacto, minimizando o risco de colapso. Quando usadas com lama de perfuração, a lama forma uma camada densa na parede que ajuda a estabilizá-la. Controle a velocidade de rotação para no máximo 80 rpm e mantenha a pressão da lama/fluido entre 0,3 e 0,5 MPa para evitar perturbações por alta pressão ou alta velocidade. As aplicações adequadas incluem furos de ancoragem para fundações de metrô e perfuração para reforço de subleito.
Casos especiais: brocas de cone de rolo reforçadas com dentes de proteção de calibre. Se a formação propensa a desmoronamentos contiver muitos cascalhos pequenos, uma broca rotativa pura pode ser ineficiente. Uma broca de cone de rolo reforçada com dentes de proteção (estabilizadores) de calibre proporciona uma combinação de corte e percussão leve para lidar com o cascalho, enquanto os dentes de proteção de calibre reduzem o alargamento do furo. Usada em conjunto com uma lama de maior viscosidade para suporte da parede, isso pode melhorar a penetração e evitar desmoronamentos, sendo adequada para camadas rasas de areia com cascalho.
Notas adicionais
Evite usar brocas DTH de impacto padrão em formações propensas a colapsos: seus impactos de alta frequência podem afrouxar ainda mais a parede do poço e aumentar consideravelmente o risco de colapso. Se o uso for inevitável em casos especiais, combine a broca com estabilizadores de poço especializados, reduza a frequência de impacto e monitore as condições da parede do poço em tempo real.
